神马文学网3G行動通訊技術誰執牛耳？ 3G晶片技術與市場Overview
来源：百度文库 编辑：神马文学网 时间：2024/04/20 23:25:48
（羅清岳／DigiTimes.com）
2006/10/09
當2G繁華日漸消退、3G曙光顯現之際，3G通訊競爭則是充滿變數；展望未來，3G技術誰將主宰沉浮？攤開各大市調研究機構對於行動通訊報告，從中不難發現對3G手機發展大都抱持樂觀想法。例如，行動電話半導體市場在2009年時規模將上看400億美元，3G手機用晶片數量也遠高於目前2G手機…等趨勢。
雖然還沒有一個單位或專家能精確地預測出3G行動電話大展鴻圖時刻，但…眾多通訊業者早已虎視眈眈，專心研發自家產品，期望能在下一個手機新通訊時代中佔有一席之地。
■3G手機晶片廠商摩拳擦掌 有備而來
隨著UMTS（Universal Mobile Telecommunications System）手機（涵蓋日本以亞洲所稱的「W-CDMA」以及歐規TD-CDMA的「UMTS TDD」），已在2005年逐漸發展出其概略雛形，並在2006年其趨勢已大勢底定。因此，可以見到各級3G晶片大廠開始針對3G市場做了各式佈局，以便在市場成熟之際來個躬逢其盛。比方說，在3G晶片最受矚目的德州儀器（TI）及高通（Qualcomm）龍頭寶座競爭值得期待之外，另有易利信手機技術平台事業部（EMP）、飛思卡爾（Freescale）、英飛凌（Infineon）及Agere等業者也都來頭不小，大舉進駐3G晶片市場。甚至在全球個人電腦銷售逐漸趨緩下，IT巨人英特爾（Intel）也挾著雄厚研發實力及人脈，試圖進攻3G手機用處理器市場。
■收購重組、策略投資 全面攻略3G巨大商機
事實上，以英飛凌、飛思卡爾…等廠商在3G晶片市場積極與耀眼表現，除了能夠揮別過去2G／2.5G通訊時代獨大廠商壟斷陰影，更能為自家廠商發展出另一番格局。不過…要能進入3G晶片市場不是一件簡單的事情，這些廠商要能快速發展出既成熟又創新解決方案之際，還得要面對德州儀器及高通兩大主力在市場上的挑戰。
3G手機現在已經可以被歸類為一項應用平台，無論是客戶還是電信運營商都可以做多種配置的選擇，例如：影像傳輸、MP3播放、通話等功能都能藉由這個平台來加以實現。在如此激烈地競爭之下，當國際級廠商發展到某種程度時，難免總會出現創新匱乏；因此，便有了合併／收購趨勢，再向下細分領域具有創新技術的小中型廠商，將可擴大廠商的創新研發能力的最佳途徑，也是3G廠商藉以增加知識產權優勢一種方式。至於這些被合併／收購的中小型廠商來說，當在市場上發展到一定規模後，欲再進一步提升，將可能面臨到技術門檻、資金缺口及市場行銷等多方面限制，若能以合併／收購方式，或許能尋覓到一個可靠的大公司，這也不失為是一項明智抉擇。
在產業發展過程中，收購途徑或許是廠商發展的一項自然法則；不過話說回來，單以收購方式來加快進入市場速度，相對而言其成本也相當可觀。因此，除了收購方式之外，另外再建構合資企業，除了可以共同研擬市場投資戰略，還能建立戰略聯盟，也是一項具時效性的方法。當3G手機跨足商機巨大通訊市場之際，晶片廠商自然而然地透過收購重組、策略投資及戰略合作…等動作，藉此擘劃出3G市場的另一項技術法則，將使通訊半導體領域競爭日趨白熱化。
■從應用面角度來看3G行動通訊技術發展
至今，3G行動電話晶片廠商所開發的解決方案，大致上以兩個方向為主。其一，因應成本考量，則是以基本功能、低成本發展，怎樣設計方式能夠降低成本就以該設計方式為主體，不再另行設計過於複雜功能，以中、低階應用需求消費族群為主。其二，在可接受成本範圍之內，不斷地增加更多應用項目，資料傳輸速度更快，終端服務更趨完備，主要面對的是中、高階應用消費族群。一般來說，3G行動通訊將會以上述兩種方式持續進展，我並不覺得一定誰會取代誰。這就像電腦產業中的Celeron低成本解決方案及Pentium高性能晶片相類似，分別佔有其廣泛應用市場。
▲針對價格敏感3G市場解決方案，未來不會只是提供語音業務為主要市場，即使保留基本功能也超越2G所能達到的性能，使終端消費者盡享3G通訊功能。（劉家任攝影）
從應用面的角度來思考，3G通訊應用主要服務是集中在數據傳輸方面，提供符合使用者能夠接受的高速網路服務；不過，還是有其差異性。比方說應用在互動式影像電話、數位廣播電視等多媒體整合，就可以被歸類到高階應用，是新一代行動通訊技術；若只是要求能夠擁有較佳通話等基本功能要求，則屬於低階應用，主要和2G／2.5G行動通訊相互競爭。雖然3G手機所耗費成本高，不過3G頻譜利用率較高，因此通話費用將比2G來得低上許多。不過，倘若3G技術只是用在低階行動通訊，這便顯得有點大材小用，無法體現出3G通訊的價值所在；雖然3G手機晶片所使用晶圓面積比2G晶片大，不過由於半導體工藝持續精進，加上晶片產生良率提升之後，手機製造成本就會下降到與目前所使用的2G／2.5G手機價格相去不遠。
另外，若3G手機只用於高階市場中，如此一來3G技術應用將有所侷限。因此，必須為各類型等級的應用市場提供種類齊全手機（超低成本ULC手機除外），其隱性的好處在於3G晶片製造業者所面對難題，便是如何針對不同功能及價格設計出等級差異的晶片組，晶片所能提供的功能將影響晶片尺寸，而晶片尺寸又與價格息息相關。
全球3G市場以那個應用層級作為市場主力，首先要先行了解市場容量及使用者對3G行動通訊的接受程度。目前，3G手機還是比2G手機貴上許多，價格高低將直接左右市場普及程度，當價格能夠在量產中達到可以接受的程度，3G大眾市場就會出現，預計會在2008年或者2009年之後，3G手機普及率將佔到全球手機銷量的50％，2G及3G手機兩者價格差異將會有所拉近，3G將成為運營商認可的技術。因此，在短期內還不會出現低成本需求，一旦這需求逐漸擴大，也就表示3G晶片集成度及對系統要求也必須有所提升。
■單晶片技術 手機晶片不變的發展模式
可以肯定的是3G行動通訊時代到來將呼應「多媒體行動電話應用」時機，舉凡多媒體、遊戲、影像傳輸、數位電視…等應用，都將成為3G手機標準配備，屆時具備完善配套措施3G手機晶片設計端，則必須朝向強大多媒體整合功能。因此，目前主流晶片廠商分別在一定程度上加強了產品的多媒體功能，陸續有相關集成化產品推出。
▲為減少3G結合2.5G射頻端技術成本，相較於成熟的2.5G射頻元件可將改採用CMOS製程；而另一方面的3G射頻元件則考量效能問題，則維持GaAs與CMOS製程方式並存。（資料來源：工研院IEK-ITIS計畫）
另一方面，在單晶片技術持續成熟，加上晶片組也在廠商策略運作之下，手機晶片便走向單晶片方向來發展，就如同德州儀器所發展的GSM／GPRS單晶片行動電話設計方式，便能嗅出行動電話的單晶片技術已導入商業化應用，甚至在未來極有可能成為下一代行動電話晶片技術中的一股趨勢。綜觀廠商所發展的單晶片技術，不但同時整合基頻處理器、DSP、射頻、電源管理、記憶體等元件，更藉由CMOS製程工藝應用，達到體積尺寸、低耗電量與成本控制等優點。除此之外，廠商也將此定位在新興市場中的超低價手機技術，如：中國、印度等地區，在目前階段看來，已逐漸獲得手機相關系統市場廠商注意。將可預料行動電話單晶片技術，在未來3G行動通訊市場中有其影響力，並對其它想要或已經投入3G晶片設計廠商造成不小壓力。
▲3G Wireless Function的單晶片解決方案。（資料來源：工研院IEK-ITIS計畫）
以過去2G／2.5G晶片發展技術作為經驗來觀察，在中、低階市場架構中，其晶片組設計以基頻及射頻方向作為整合，並以媒體處理器來分野出產品差異化特質。另外，在架構屬性較為複雜，主要是以效能為高階應用市場，則是往容易整合的數位邏輯電路來設計，以單晶片技術將基頻處理器及應用處理器整合為一個單晶片，採用這項設計方式主要是為了提升晶片附加價值，方便以進行差異化設計，如：多功能、高效能、低耗電性或減少尺寸…等。
至於3G晶片組設計演進模式，目前重點是以成本作為導向中、低階應用市場，仍將藉由基頻處理器、射頻與相關基本電路的整合來創造成本優勢，雖然目前發展尚有技術門檻，但基於技術持續發展，加上工藝製程對於晶片功能與集成度的影響、演算法及電路設計技術都是發展過程相當重要的部份。而在著重在效能應用的高階市場中，則藉由相關高階處理器（基頻與應用處理器）整合，進一步提昇晶片整體效能與並降低晶片耗電量（其發展及設計方式如下圖所示）。
▲行動電話核心晶片發展技術藍圖，基頻處理器（Baseband Processor；BBP）、應用處理器（Application Processor；A-CPU）。（資料來源：工研院IEK-ITIS計畫）
■新一代手機通訊晶片競爭 誰將成為3G市場贏家？
未來3G行動通訊將會怎麼發展？值得大家期待，不過相信3G手機終端產品發展後端，個性化設計需求將無可避免。換句話說，就是在手機功能特性、效能反應、外觀設計…等各方面都會被使用者要求具備個性化。有鑑於此，半導體廠商必須要能設計出靈活的解決平台，而且在滿足個性化需求的同時，還能使終端廠商獲得規模效益。因而，晶片及終端設備廠商如何透過靈活技術，以軟、硬體實現更多3G手機晶片應用開發設計，將個性化設計需求與大量生產良率兩者合而為一，將是3G晶片廠首要面對的一項挑戰。
再者，3G晶片產業誰最具有市場利基？許多產業專家不約而同地指出，在手機晶片多元化發展競爭下，將有利於打破過去壟斷局面，而手機廠商也樂見這個態勢。再看到飛思卡爾、英飛凌等廠商積極動作，欲在3G正式興起的重要時機，能在晶片市場中添增本身的競爭籌碼。嚴格來說，3G晶片市場不同於2G／2.5G時代，這是因為到目前為止還沒有一家能夠呈現絕對獨大的情況；因此形成市場機會皆為均等，並拉到同一條起跑點上。而再經過3G手機市場重新洗牌之後，各級廠商持續投入3G手機市場耕耘力度，可以預期未來不論是3G手機，還是3G晶片市場中的拼搏，將更為激烈。（參考資料：工研院IEK-ITIS計畫、國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心、德州儀器、飛思卡爾、英飛凌、高通等廠商）
2006/10/09當2G繁華日漸消退、3G曙光顯現之際，3G通訊競爭則是充滿變數；展望未來，3G技術誰將主宰沉浮？攤開各大市調研究機構對於行動通訊報告，從中不難發現對3G手機發展大都抱持樂觀想法。例如，行動電話半導體市場在2009年時規模將上看400億美元，3G手機用晶片數量也遠高於目前2G手機…等趨勢。
雖然還沒有一個單位或專家能精確地預測出3G行動電話大展鴻圖時刻，但…眾多通訊業者早已虎視眈眈，專心研發自家產品，期望能在下一個手機新通訊時代中佔有一席之地。
■3G手機晶片廠商摩拳擦掌 有備而來
隨著UMTS（Universal Mobile Telecommunications System）手機（涵蓋日本以亞洲所稱的「W-CDMA」以及歐規TD-CDMA的「UMTS TDD」），已在2005年逐漸發展出其概略雛形，並在2006年其趨勢已大勢底定。因此，可以見到各級3G晶片大廠開始針對3G市場做了各式佈局，以便在市場成熟之際來個躬逢其盛。比方說，在3G晶片最受矚目的德州儀器（TI）及高通（Qualcomm）龍頭寶座競爭值得期待之外，另有易利信手機技術平台事業部（EMP）、飛思卡爾（Freescale）、英飛凌（Infineon）及Agere等業者也都來頭不小，大舉進駐3G晶片市場。甚至在全球個人電腦銷售逐漸趨緩下，IT巨人英特爾（Intel）也挾著雄厚研發實力及人脈，試圖進攻3G手機用處理器市場。
■收購重組、策略投資 全面攻略3G巨大商機
事實上，以英飛凌、飛思卡爾…等廠商在3G晶片市場積極與耀眼表現，除了能夠揮別過去2G／2.5G通訊時代獨大廠商壟斷陰影，更能為自家廠商發展出另一番格局。不過…要能進入3G晶片市場不是一件簡單的事情，這些廠商要能快速發展出既成熟又創新解決方案之際，還得要面對德州儀器及高通兩大主力在市場上的挑戰。
3G手機現在已經可以被歸類為一項應用平台，無論是客戶還是電信運營商都可以做多種配置的選擇，例如：影像傳輸、MP3播放、通話等功能都能藉由這個平台來加以實現。在如此激烈地競爭之下，當國際級廠商發展到某種程度時，難免總會出現創新匱乏；因此，便有了合併／收購趨勢，再向下細分領域具有創新技術的小中型廠商，將可擴大廠商的創新研發能力的最佳途徑，也是3G廠商藉以增加知識產權優勢一種方式。至於這些被合併／收購的中小型廠商來說，當在市場上發展到一定規模後，欲再進一步提升，將可能面臨到技術門檻、資金缺口及市場行銷等多方面限制，若能以合併／收購方式，或許能尋覓到一個可靠的大公司，這也不失為是一項明智抉擇。
在產業發展過程中，收購途徑或許是廠商發展的一項自然法則；不過話說回來，單以收購方式來加快進入市場速度，相對而言其成本也相當可觀。因此，除了收購方式之外，另外再建構合資企業，除了可以共同研擬市場投資戰略，還能建立戰略聯盟，也是一項具時效性的方法。當3G手機跨足商機巨大通訊市場之際，晶片廠商自然而然地透過收購重組、策略投資及戰略合作…等動作，藉此擘劃出3G市場的另一項技術法則，將使通訊半導體領域競爭日趨白熱化。
■從應用面角度來看3G行動通訊技術發展
至今，3G行動電話晶片廠商所開發的解決方案，大致上以兩個方向為主。其一，因應成本考量，則是以基本功能、低成本發展，怎樣設計方式能夠降低成本就以該設計方式為主體，不再另行設計過於複雜功能，以中、低階應用需求消費族群為主。其二，在可接受成本範圍之內，不斷地增加更多應用項目，資料傳輸速度更快，終端服務更趨完備，主要面對的是中、高階應用消費族群。一般來說，3G行動通訊將會以上述兩種方式持續進展，我並不覺得一定誰會取代誰。這就像電腦產業中的Celeron低成本解決方案及Pentium高性能晶片相類似，分別佔有其廣泛應用市場。
▲針對價格敏感3G市場解決方案，未來不會只是提供語音業務為主要市場，即使保留基本功能也超越2G所能達到的性能，使終端消費者盡享3G通訊功能。（劉家任攝影）
從應用面的角度來思考，3G通訊應用主要服務是集中在數據傳輸方面，提供符合使用者能夠接受的高速網路服務；不過，還是有其差異性。比方說應用在互動式影像電話、數位廣播電視等多媒體整合，就可以被歸類到高階應用，是新一代行動通訊技術；若只是要求能夠擁有較佳通話等基本功能要求，則屬於低階應用，主要和2G／2.5G行動通訊相互競爭。雖然3G手機所耗費成本高，不過3G頻譜利用率較高，因此通話費用將比2G來得低上許多。不過，倘若3G技術只是用在低階行動通訊，這便顯得有點大材小用，無法體現出3G通訊的價值所在；雖然3G手機晶片所使用晶圓面積比2G晶片大，不過由於半導體工藝持續精進，加上晶片產生良率提升之後，手機製造成本就會下降到與目前所使用的2G／2.5G手機價格相去不遠。
另外，若3G手機只用於高階市場中，如此一來3G技術應用將有所侷限。因此，必須為各類型等級的應用市場提供種類齊全手機（超低成本ULC手機除外），其隱性的好處在於3G晶片製造業者所面對難題，便是如何針對不同功能及價格設計出等級差異的晶片組，晶片所能提供的功能將影響晶片尺寸，而晶片尺寸又與價格息息相關。
全球3G市場以那個應用層級作為市場主力，首先要先行了解市場容量及使用者對3G行動通訊的接受程度。目前，3G手機還是比2G手機貴上許多，價格高低將直接左右市場普及程度，當價格能夠在量產中達到可以接受的程度，3G大眾市場就會出現，預計會在2008年或者2009年之後，3G手機普及率將佔到全球手機銷量的50％，2G及3G手機兩者價格差異將會有所拉近，3G將成為運營商認可的技術。因此，在短期內還不會出現低成本需求，一旦這需求逐漸擴大，也就表示3G晶片集成度及對系統要求也必須有所提升。
■單晶片技術 手機晶片不變的發展模式
可以肯定的是3G行動通訊時代到來將呼應「多媒體行動電話應用」時機，舉凡多媒體、遊戲、影像傳輸、數位電視…等應用，都將成為3G手機標準配備，屆時具備完善配套措施3G手機晶片設計端，則必須朝向強大多媒體整合功能。因此，目前主流晶片廠商分別在一定程度上加強了產品的多媒體功能，陸續有相關集成化產品推出。
▲為減少3G結合2.5G射頻端技術成本，相較於成熟的2.5G射頻元件可將改採用CMOS製程；而另一方面的3G射頻元件則考量效能問題，則維持GaAs與CMOS製程方式並存。（資料來源：工研院IEK-ITIS計畫）
另一方面，在單晶片技術持續成熟，加上晶片組也在廠商策略運作之下，手機晶片便走向單晶片方向來發展，就如同德州儀器所發展的GSM／GPRS單晶片行動電話設計方式，便能嗅出行動電話的單晶片技術已導入商業化應用，甚至在未來極有可能成為下一代行動電話晶片技術中的一股趨勢。綜觀廠商所發展的單晶片技術，不但同時整合基頻處理器、DSP、射頻、電源管理、記憶體等元件，更藉由CMOS製程工藝應用，達到體積尺寸、低耗電量與成本控制等優點。除此之外，廠商也將此定位在新興市場中的超低價手機技術，如：中國、印度等地區，在目前階段看來，已逐漸獲得手機相關系統市場廠商注意。將可預料行動電話單晶片技術，在未來3G行動通訊市場中有其影響力，並對其它想要或已經投入3G晶片設計廠商造成不小壓力。
▲3G Wireless Function的單晶片解決方案。（資料來源：工研院IEK-ITIS計畫）
以過去2G／2.5G晶片發展技術作為經驗來觀察，在中、低階市場架構中，其晶片組設計以基頻及射頻方向作為整合，並以媒體處理器來分野出產品差異化特質。另外，在架構屬性較為複雜，主要是以效能為高階應用市場，則是往容易整合的數位邏輯電路來設計，以單晶片技術將基頻處理器及應用處理器整合為一個單晶片，採用這項設計方式主要是為了提升晶片附加價值，方便以進行差異化設計，如：多功能、高效能、低耗電性或減少尺寸…等。
至於3G晶片組設計演進模式，目前重點是以成本作為導向中、低階應用市場，仍將藉由基頻處理器、射頻與相關基本電路的整合來創造成本優勢，雖然目前發展尚有技術門檻，但基於技術持續發展，加上工藝製程對於晶片功能與集成度的影響、演算法及電路設計技術都是發展過程相當重要的部份。而在著重在效能應用的高階市場中，則藉由相關高階處理器（基頻與應用處理器）整合，進一步提昇晶片整體效能與並降低晶片耗電量（其發展及設計方式如下圖所示）。
▲行動電話核心晶片發展技術藍圖，基頻處理器（Baseband Processor；BBP）、應用處理器（Application Processor；A-CPU）。（資料來源：工研院IEK-ITIS計畫）
■新一代手機通訊晶片競爭 誰將成為3G市場贏家？
未來3G行動通訊將會怎麼發展？值得大家期待，不過相信3G手機終端產品發展後端，個性化設計需求將無可避免。換句話說，就是在手機功能特性、效能反應、外觀設計…等各方面都會被使用者要求具備個性化。有鑑於此，半導體廠商必須要能設計出靈活的解決平台，而且在滿足個性化需求的同時，還能使終端廠商獲得規模效益。因而，晶片及終端設備廠商如何透過靈活技術，以軟、硬體實現更多3G手機晶片應用開發設計，將個性化設計需求與大量生產良率兩者合而為一，將是3G晶片廠首要面對的一項挑戰。
再者，3G晶片產業誰最具有市場利基？許多產業專家不約而同地指出，在手機晶片多元化發展競爭下，將有利於打破過去壟斷局面，而手機廠商也樂見這個態勢。再看到飛思卡爾、英飛凌等廠商積極動作，欲在3G正式興起的重要時機，能在晶片市場中添增本身的競爭籌碼。嚴格來說，3G晶片市場不同於2G／2.5G時代，這是因為到目前為止還沒有一家能夠呈現絕對獨大的情況；因此形成市場機會皆為均等，並拉到同一條起跑點上。而再經過3G手機市場重新洗牌之後，各級廠商持續投入3G手機市場耕耘力度，可以預期未來不論是3G手機，還是3G晶片市場中的拼搏，將更為激烈。（參考資料：工研院IEK-ITIS計畫、國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心、德州儀器、飛思卡爾、英飛凌、高通等廠商）